Неліктен тұрақты токты жылдам зарядтау құрылғысы әрқашан номиналды қуатын жеткізбейді

Зарядтау станциясының операторлары жоғары деңгейлі инфрақұрылымға көп қаражат жұмсайды. Олар жылдам, сенімді өнімділікті күтеді. Дегенмен, көліктер зарядтағыштың жарнамаланған ең жоғары жылдамдығына жете алмаған кезде олар тұтынушылардың шағымдарына жиі тап болады. Бұл сәйкессіздік айтарлықтай операциялық үйкеліс тудырады. Дегенмен, аппараттық ақаулық сирек кездеседі. Оның орнына нақты қуат жеткізу күрделі, келісілген қол алысуға негізделген. Зарядтағыш, борттық компьютер және қоршаған ортаның шындықтары динамикалық түрде туралануы керек. Бұл айнымалылардағы шамалы өзгерістер өнімділікті түбегейлі өзгертеді. Бұл мақала техникалық және стратегиялық нұсқаулық ретінде қызмет етеді. Флот басшылары мен станция операторлары осы айнымалы мәндерді қалай тиімді шарлау керектігін үйренеді. Сіз батарея шектеулерінің артындағы физиканы табасыз. Біз дроссель жылдамдығын неге термиялық шектеулерді анықтаймыз. Соңында, пайдаланушы күтулерін қалай дұрыс басқару керектігін және сайттың тиімділігін арттыратын сатып алу туралы негізделген шешімдер қабылдауды түсінесіз.

Негізгі қорытындылар

• Зарядтағыш емес, көліктің аккумуляторды басқару жүйесі (BMS) кез келген секундта максималды рұқсат етілген қуат тұтынуын белгілейді.

• EV зарядтау қисығы батареяның денсаулығы мен ұзақ қызмет ету мерзімін қорғау үшін батарея сыйымдылығы 80%-ға жақындаған кезде табиғи түрде қысқарады.

• Қоршаған ортаның төтенше жағдайлары (ыстық және суық) термиялық дроссельді мәжбүрлейді, бұл нақты қуат шығысын айтарлықтай азайтады.

• Жоғары қуатты тұрақты ток зарядтағышын қолдану операторлардан сайт деңгейіндегі тор шектеулерін және динамикалық жүктемені теңестіруді (мысалы, қос портты қуатты бөлу) есепке алуды талап етеді.

1. EV зарядтау уақытының анатомиясы: зарядтағыштың сыйымдылығы және көлікті қабылдау

Сәйкес емес күтулер қоғамдық зарядтау станцияларындағы негізгі бизнес мәселесін тудырады. Жүргізушілер зарядтау тұғырындағы тақтайшаның рейтингін көреді және дәл осы жылдамдықты алады деп есептейді. Олай болмаған кезде, олар жабдықты сынған деп есептейді. Зарядтағыш жай ғана қуат көзі екенін түсінуіңіз керек. Ол көлікке электр қуатын күштеп кіргізбейді. Оның орнына көлік транзакцияны басқарады.

Батареяны басқару жүйесі (BMS) соңғы қақпашы ретінде әрекет етеді. Әрбір электр көлігінде батареяның күйін бақылауға арналған борттық компьютер бар. Пайдаланушы көлікті электр желісіне қосқанда, BMS зарядтағышпен сандық қол алысуды бастайды. Көлік құралы қауіпсіз қабылдай алатын максималды кернеу мен токты белгілейді. Зарядтағыш тек осы пәрмендерге жауап береді.

Аппараттық шындық бұл қатынасты толығымен белгілейді. Пайдаланушы 50 кВт қуаты бар электр көлігін электр желісіне қосатын сценарийді қарастырыңыз. 240 кВт тұрақты ток электр зарядтағыш . Көлік тек 50 кВт тартады. Станция көліктің қауіпсіз шектеріне сәйкес шығу үшін өнімді белсенді түрде азайтады. Қуатты көбірек итеру батареяның химиясын қатты зақымдайды.

Операторлар өздерінің жергілікті көлік демографиясын мұқият бағалауы керек. Өте жоғары жылдамдықты инфрақұрылымға инвестиция бірден пайда әкелмеуі мүмкін. Жергілікті автопарк немесе аймақтық нарық негізінен төмен вольтты көліктерден тұрса, жабдықты жаңарту аз пайда әкеледі. Инфрақұрылым толық пайдаланылмаған күйде қалады.

• Қол алысу протоколы: Көліктер шектеулерді ISO 15118 сияқты стандартты протоколдар арқылы жеткізеді.

• Ағымдағы шектеулер: Ескі көліктер жиі 200А немесе одан төмен ток күшін шектейді.

• Кернеу архитектурасы: 400 В көлік құралы 800 В ең жоғары тиімділікке арналған зарядтағышты ұлғайта алмайды.

• Аппараттық шектеулер: қосқыштар, кабельдер және ішкі контакторлар физикалық кедергілерді анықтайды.

2. Зарядтау қисығы: Неліктен ең жоғары қуат уақытша фаза

Электрлік көлікті зарядтау сызықты емес. Заряд күйін (SoC) басқаратын физика бұл әрекетті белгілейді. Процесті стақанға су құюмен салыстыруға болады. Шыны бос болған кезде, төгілуден қорықпай тез құйып алуға болады. Су деңгейі жиекке жақындаған кезде, толып кетпеу үшін жылдамдықты азайту керек. Батареяның химиясы бірдей принципке сүйенеді.

10%-дан 80%-ға дейінгі диапазон жылдам зарядтау үшін қолайлы нүктені білдіреді. Ең жоғары номиналды қуат әдетте батарея өте төмен SoC деңгейінде болғанда ғана мүмкін болады. Бұл фазада литий иондары еркін ағып, анодқа тез енеді. Батарея толтырылған сайын ішкі қарсылық артады. BMS сұралған қуатты дәйекті түрде төмендетеді.

80% сыйымдылықтан кейін айтарлықтай төмендеу орын алады. Литиймен қаптауды болдырмау үшін қуат беру айтарлықтай төмендейді. Бұл физикалық құбылыс литий иондары анодқа араласудың орнына оның бетіне жиналған кезде болады. Бұл батареяның тұрақты тозуына себеп болады және қысқа тұйықталу қаупін арттырады. Сондықтан BMS кіріс қуатын күрт төмендетеді.

Түпкі пайдаланушыларды зарядтау қисықтары бойынша оқыту өте маңызды. Жүргізушілер бұл түсіруді түсінген кезде, олар қоғамдық станцияларда 100% зарядтауға тырысуды тоқтатады. Бұл әрекетті өзгерту оңтайландырады EV зарядтау уақыты . Барлығына арналған Ол кіріс әлеуетін тікелей арттыра отырып, станциялардың айналым жылдамдығын айтарлықтай жақсартады.

Кесте: Зарядтау қисығының типтік кезеңдері

3. Жылулық шектеулер: температура қуат шығысын қалай төмендетеді

Температура негізінен литий-ионды батареяның өнімділігін басқарады. Экстремалды қоршаған орта да, өздігінен пайда болатын жылу да термиялық дроссельді күшейтеді. Бұл пайдаланушының штепсельдік розеткадан шығаратын нақты қуатын күрт азайтады. Екі негізгі температура шегін қарастырайық.

Тоңазытқыштар төмен температуралы орталарда орын алады. Суық литий-ионды аккумуляторлар жоғары ішкі қарсылық көрсетеді. Электролит тұтқыр болып, ион қозғалысын бәсеңдетеді. Зарядтағыш максималды токты суық қаптамаға итерсе, батарея тозып кетеді. BMS зарядтау жылдамдығын әдейі азайтады. Ол қорапты жылыту үшін энергияны борттық жылытқыштарға жібереді. Батарея оңтайлы жұмыс терезесіне жеткенде, BMS қуат сұранысын арттырады.

Керісінше, тұрақты жоғары қуатты зарядтау үлкен жылу шығарады. Қызып кету үлкен қауіпсіздікке қауіп төндіреді. Батарея немесе зарядтағыштың салқындату жүйесі жылу шегіне жетсе, қуат дереу кері қайтарылады. Бұл термиялық қашуды болдырмайды, жасушалар жанып кететін қауіпті жағдай.

Операторлар үшін инфрақұрылымды қарастыру маңызды. Зарядтағыштың жылуды басқару мүмкіндіктерін бағалау керек. Толық күн астында шатырсыз орналастыру қондырғылары аппараттық құралдардың қызып кетуін тездетеді. Сонымен қатар, сіз орналастыру климатына негізделген сәйкес салқындату технологияларын таңдауыңыз керек.

1. Ауамен салқындатылған жүйелер: үнемді, бірақ қатты пайдалану кезінде ыстық климатта шығынды азайтуға бейім.

2. Сұйықтықпен салқындатылған кабельдер: жылуды белсенді түрде төгу үшін диэлектрлік сұйықтықты пайдаланыңыз. 250А жоғары тұрақты шығыстар үшін маңызды.

3. Фазалық салқындату: ең жоғары сеанстар кезінде қарқынды термиялық төбелерді сіңіретін жетілдірілген конструкциялар.

4. Сайт архитектурасы және динамикалық жүктемені теңестіру

Аппараттық құралдардың рейтингі тек жартысы туралы айтады. Кеңірек сайт архитектурасы жеке сеанс жылдамдығына қатты әсер етеді. Ортақ қуат шектеулері көбінесе драйверлерді алаңдатады. Қос мылтық зарядтағыштар екі тәуелсіз жүйеге ұқсайды, бірақ олар бір артқы қуат шкафын бөліседі.

Егер торап 240 кВт сыйымдылығы бар қос портты құрылғыны орналастырса, бір көлікті қосу толық нәтиже беруі мүмкін. Дегенмен, екі көлікті бір уақытта қосу станцияның бағдарламалық құралын іске қосады. Ол әдетте бір көлікке 120 кВт ұсына отырып, қуатты біркелкі бөледі. Кейбір жүйелер қуатты тек бірінші келгенге бірінші қызмет көрсету негізінде бөледі. Бірінші көлікке 150 кВт қажет болса, екінші көлік тек 90 кВт алады.

Тор шектеулері тағы бір үлкен кедергіні тудырады. Коммуналдық желілер сирек сыйымдылыққа ие. Сайттағы трансформатордың жалпы қуаты 500 кВт болуы мүмкін. Төрт 200 кВт зарядтағышты орнатсаңыз, теориялық ең жоғары сұраныс 800 кВт болады. Барлық блоктар бос болса, сайт максималды қуатпен қамтамасыз ете алмайды.

Бұл орын алғанда, тораптағы жүктемені басқару протоколдары іске қосылады. Орталық контроллер жалпы сұранысты трансформатор шегінен төмен ұстау үшін әрбір белсенді диспенсерді дроссельдейді. Бұл сөндіргіштердің істен шығуын және коммуналдық қызметтерге сұраныстың үлкен төлемдерін болдырмайды. Сондықтан сатып алушыларға ауқымдылықты қатаң тексеруге кеңес беріңіз. Аппараттық құралдарды жаңарту алдында сайттың электр қуатын тексеру керек. Әйтпесе, сіз тоқтап қалған, жарамсыз қуат үшін ақы төлейсіз.

Кесте: Қуатты бөлу стратегиялары

5. Қуатты тұрақты ток зарядтағышын бағалау және сатып алу

Дұрыс жабдықты таңдау өнімділікке қатысты көптеген шағымдарды азайтады. Сатып алу кезінде нәтижеге мүмкіндіктер құрылымын қабылдау керек. Маркетингтік кітапшаларды қарап шығыңыз және ішкі қуат архитектурасын бағалаңыз. Үздік үлгілерде кеңейтілген модульдік қуатты бөлу мүмкіндігі бар. Қатты 50/50 бөлуге сенудің орнына, олар қуатты 30 кВт қадаммен динамикалық түрде бағыттайды. Бұл электр энергиясының ысырап болмауын қамтамасыз етеді.

Сенімділік пен жұмыс уақыты теориялық шыңдардан маңыздырақ. Егер құрылғы BMS шегінен гөрі аппараттық ақауға байланысты төмен жұмыс істесе, сізге дереу көріну қажет. Мықты қашықтан диагностика өте маңызды. Операторларға көлік жағындағы дроссельді және станция жағындағы сенсордың ақауларын ажырататын бақылау тақтасы қажет. Бұл қажетсіз техникалық қызмет көрсету сапарларының алдын алады.

Болашаққа сенімділік стратегиялық капиталды бөлуді талап етеді. 400A+ сұйық салқындатқыш жүйелерге инвестиция салу ұзақ мерзімді масштабтауға мүмкіндік береді. Қазіргі орташа көлік бұл токты толық пайдалана алмайды. Дегенмен, автомобиль батареяларының архитектурасы 400 В-тан 800 В-қа дейін жылдам көшуде. Күшті термиялық жабдықты орнату енді кейінірек қымбатқа түсетін жаңартулардың алдын алады.

Сіздің қысқа тізімдегі логикаңыз дөрекі күшке қарағанда интеллектке басымдық беруі керек. Жеткізушілерді серверлік бағдарламалық жасақтаманың күрделілігіне қарай бағалаңыз. Олардың жылуды басқару аппаратурасын мұқият бағалаңыз. ISO 15118 стандарттарына мөлдір сәйкестікті талап етіңіз. Plug & Charge мүмкіндіктері сандық қол алысуды жеңілдетеді, сеансты бастау қателерін азайтады және жалпы қанағаттануды арттырады.

Қорытынды

Жылдам зарядтағыш ең жоғары номиналды қуатын жиі жіберіп алады. Дегенмен, бұл ақаулық емес, қауіпсіз жұмыстың ерекшелігі. Нақты жылдамдықтар физика, батареяның жұмыс істеу алгоритмдері және сайт жүктемесін басқару арқылы реттеледі. Зарядтағыш пен көлік жабдықты қорғау және қауіпсіздікті қамтамасыз ету үшін үнемі келіссөздер жүргізеді. Бұл динамиканы түсінетін операторлар жабдықты қажетсіз ауыстырудан аулақ бола алады және көңілі қалған пайдаланушыларды тыныштандырады.

Алға қарай шешім қабылдаушылар өздерінің ағымдағы электр желісінің сыйымдылығын және пайдаланушы демографиясын қатаң тексеруі керек. Келесіні таңдамас бұрын мұны жасаңыз жоғары қуатты тұрақты ток зарядтағыш . Динамикалық қуатты басқаруға және сенімді бағдарламалық құралға шикі, теориялық ең жоғары сандарға басымдық беріңіз. Жылулық шектеулерді басқару және драйверлерді зарядтау қисықтары бойынша оқыту арқылы сіз сайт айналымын оңтайландырасыз және ұзақ мерзімді табыстылықты қамтамасыз етесіз.

Жиі қойылатын сұрақтар

С: Зарядтау құрылғысы үнемі номиналды максимумнан төмен жұмыс істеп тұрса, бұл жаман ба?

A: Жоқ. Зарядтағыштар көліктің сұранысы негізінде шығысты модуляциялауға арналған. Ең жоғары сыйымдылықтан төмен жұмыс істеу көбінесе зарядтағыштың ішкі бөліктеріне аз термиялық кернеу әкеледі. Бұл шын мәнінде қуат модульдері мен салқындату жүйелерінің қызмет ету мерзімін ұзартады.

С: Неліктен зарядтағышымның қуаты 150 кВт-тан басталды, бірақ 20 минуттан кейін 50 кВт-қа төмендеді?

A: Бұл әрекеттегі стандартты EV зарядтау қисығы. Батарея толтырылған кезде (әдетте 70-80% табалдырықты кесіп өтеді), көлік құралының BMS батареяның химиясын қорғау үшін қуат тұтынуды баяулатады. Ол литиймен қаптау сияқты мәселелердің алдын алады, батареяны жылдар бойы пайдалану кезінде сау болып қалуын қамтамасыз етеді.

С: 240 кВт тұрақты ток электр зарядтағышына 50 кВт құрылғымен салыстырғанда арнайы тор жаңартулары қажет пе?

A: Иә. Сыйымдылығы жоғары зарядтағыштарды қолдану сайттың айтарлықтай көбірек қуатын қажет етеді (жоғары амперде үш фазалы айнымалы ток кірісі). Бұл жергілікті желіні тұрақсыздандырусыз қарқынды ең жоғары жүктемелерді өңдеу үшін жиі трансформаторларды жаңартуды немесе аккумуляторлық энергияны сақтау жүйелерін (BESS) біріктіруді қажет етеді.

С: Микробағдарлама жаңартулары нақты қуат беруді жақсарта ала ма?

A: Иә. Көлік құралдары мен зарядтағыш өндірушілері қол алысу протоколын және жылуды басқару қисықтарын оңтайландыратын жаңартуларды жиі шығарады. Бұл бағдарламалық құралды жақсартулар тұрақты зарядтау жылдамдығының құлпын ашып, физикалық жабдықты өзгертпей үйлесімділік мәселелерін шеше алады.